UNIONES ENTRE ÁTOMOS. EL ENLACE QUÍMICO. Física y Química 3º de E.S.O. IES Isidra de Guzmán

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1 UNIONES ENTRE ÁTOMOS. EL ENLACE QUÍMICO Física y Química 3º de E.S.O. IES Isidra de Guzmán

2 Introducción En la naturaleza, son muy pocos los átomos que se encuentran libres y aislados, sólo los átomos de los gases nobles, como el helio (He) o el Neón (Ne) se encuentran sin combinarse. La mayoría de los átomos se encuentran unidos a otros átomos iguales (elementos) como el oxígeno (O 2 ) o distintos (compuestos) como el agua (H 2 O). Átomos de helio (He) libres Moléculas de oxígeno (O 2 ) átomos iguales ACTIVIDAD: Realiza los ejercicios de las páginas siguientes: Moléculas de agua (H 2 O) átomos diferentes Por qué se unen los átomos? Los átomos se unen porque, al estar unidos, adquieren mayor estabilidad que cuando estaban separados. A esa unión se le denomina ENLACE QUÍMICO. Los gases nobles no se unen fácilmente a ningún otro átomo, son muy estables. Si observamos su configuración electrónica vemos que todos (excepto el He) tienen 8 electrones en su nivel más externo. He (Z = 2) 1s 2 Ne (Z = 10) 1s 2 2s 2 2p 6 Ar (Z =18) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 Kr (Z =36) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 Xe (Z = 54) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 Rn (Z = 86) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6

3 Cuando se unen dos átomos intercambian electrones de su nivel más externo hasta conseguir el octeto electrónico (ocho electrones), situación de máxima estabilidad. La configuración electrónica del cloro es: Cl (Z = 17) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 para conseguir el octeto electrónico le falta un electrón. La configuración electrónica del sodio es: Na (Z = 11) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 para conseguir el octeto electrónico le sobra el electrón. Tipos de enlace entre átomos El cloruro de sodio (sal común) es un sólido que funde a 801 º C y se disuelve fácilmente en agua. El diamante es un sólido que funde a 3550 º C y no se disuelve en agua. El hielo funde a 0 º C. Estas tres sustancias tienen aspectos parecidos, pero sus propiedades son muy diferentes. La causa de que sustancias de aspectos similar tengan propiedades distintas es la forma en que se unen sus átomos. Los átomos se pueden enlazar mediante tres tipos de enlace: Iónico, covalente y metálico.

4 Enlace iónico 1 e - Cl (7 e - en su última capa) Na (1 e - en su última capa) Cloruro de sodio (Na + Cl - ) La configuración electrónica del cloro es: Cl (Z = 17) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 para conseguir el octeto electrónico tiene que captar un electrón. La configuración electrónica del sodio es: Na (Z = 11) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 para conseguir el octeto electrónico tiene que ceder un electrón. Cuando se acercan estos dos átomos el Na cede su electrón al cloro formándose dos iones: Cl - y Na +. Estos dos iones, al ser de signo contrario se atraen y quedan unidos. Enlace iónico Se produce entre átomos que ceden fácilmente electrones, los metales, y átomos que tienen facilidad para captarlos, los no metales. Ca (Z = 20) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 Ca 2 e - Ca 2+ Cl (Z = 17) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 2 Cl + 2 e - 2 Cl - Cl - Ca 2+ Cl - Enlace iónico Cuando un número muy grande de iones positivos y negativos se atraen, el conjunto se ordena en una estructura que se denomina cristal iónico formado por un elevado número de cationes y aniones. La fórmula del compuesto expresa la proporción entre iones y cationes, en el caso del cloruro de sodio (1:1) NaCl.

5 SIMULACIÓN: En el siguiente enlace puedes ver una simulación del enlace iónico entre diferentes átomos. Propiedades de los compuestos con enlace iónico sulfuro de calcio, CaS Silvina (cloruro de potasio, KCl) Los compuestos con enlace iónico son sólidos a temperatura ambiente con elevadas temperaturas de fusión, debido a que las fuerzas que mantienen unidos los iones en el cristal son muy elevadas. Son difíciles de rayar, son duros. Los compuestos iónicos son solubles en disolventes como el agua, las moléculas de agua rodean a los iones provocando que el cristal se desmorone Anión rodeado de moléculas de agua Catión rodeado de moléculas de agua Simulación de la disolución de un cristal iónico en agua:

6 Los compuestos iónicos no son conductores en estado sólido ya que sus iones no tienen movimiento, está fijos. Pero conducen la electricidad cuando están disueltos o fundidos ya que los iones se han separado y pueden moverse libremente. Enlace covalente Átomos de Cl Molécula de cloro (Cl 2 ) Cuando dos átomos de cloro se acercan tienden a captar electrones para completar el octeto electrónico; como ninguno cede electrones fácilmente los comparten. El enlace covalente se establece cuando los átomos que se unen comparten electrones. Se da entre átomos de no metales. F F F F Molécula de flúor (F 2 ) El enlace covalente se representa mediante diagramas de Lewis. Se representa el símbolo cada elemento rodeado de puntos o cruces que representan los electrones de la última capa. Si los átomos comparten un par de electrones, el enlace se denomina covalente simple.

7 O O O O Molécula de oxígeno (O 2 ) Cada átomo de oxígeno necesita dos electrones para completar el octeto electrónico, comparten dos pares de electrones. El enlace covalente se denomina doble. N N N N Molécula de nitrógeno (N 2 ) Cada átomo de nitrógeno necesita tres electrones para completar el octeto electrónico, comparten tres pares de electrones. El enlace covalente se denomina triple. Los enlaces se pueden representar por rayas, cada raya representa dos electrones. F-F O=O N N H O H H-O-H Para representar el diagrama de Lewis de una molécula, se pone el símbolo del átomo al que están unidos los demás que se colocan alrededor lo más simétricamente posible. Molécula de agua (H 2 O) H H N H H H-N-H Molécula de amoniaco (NH 3 )

8 Propiedades de los compuestos con enlace covalente Las sustancias covalentes moleculares (formadas por moléculas) como el H 2, el O 2, el H 2 O o el NH 3, suelen ser gases o líquidos a temperatura ambiente, no conducen la electricidad y, en general, son poco solubles en agua. Molécula de agua (H 2 O) Los cristales covalentes forman redes cristalinas de átomos que se extienden en todas direcciones, son sólidos muy duros a temperatura ambiente, con puntos de fusión muy elevados. No conducen la electricidad y son insolubles en agua. Enlace metálico 1 e - Estructura del diamante (C) Los átomos de los metales tienden a ceder electrones formando iones positivos, estos iones se disponen de forma ordenada en una red y todos comparten los electrones cedidos, formando una especie de nube de electrones que se mueven libremente. Estructura del cobre (Cu)

9 Propiedades de los metales Los metales son sólidos a temperatura ambiente, buenos conductores del calor y de la electricidad ya que los electrones se pueden mover libremente, son maleables (se pueden deformar en láminas) y dúctiles (se pueden transformar en hilos). Tienen un brillo característico. En las siguientes direcciones puedes ver una simulación del enlace metálico: ACTIVIDAD: Repasa la lección y realiza las actividades de la página: